قد يبدو هذا القزم البني مثل كوكب المشتري

كرات ملونة بأحجام مختلفة مع تعليقات توضيحية نصية على خلفية سوداء.

جودةكتلةهو ما يفصل الكواكب عن الأقزام البنية عن النجوم. فيما يلي مقارنة عامة لجماهير كل منها. الصورة عبر وكالة ناسا /معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/ R.Hurt (IPAC).

يدرس العلماء الأقربقزم بني- جسم أثقل بكثير من كوكب ولكنه أخف من نجم - اكتشف أنه يحتوي على مجموعات من السحب تذكرنا بتلك الموجودة على أكبر كوكب في نظامنا الشمسي ، كوكب المشتري. كماذكرتبواسطة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، بينما شوهد دليل على وجود نطاقات السحب على الأقزام البنية من قبل ، فإن هذا الاكتشاف يمثل المرة الأولى التي يتم فيها استنتاج هذه الميزات باستخدام تقنية المراقبة المعروفة باسمقياس الاستقطاب. استخدم الباحثون ملفأداة NaCoعلى التلسكوب الكبير جدا (VLT) في تشيلي لتحقيق الاكتشاف.

المراجعة الأقرانتم نشر النتائج فيمجلة الفيزياء الفلكيةفي 5 مايو 2020.

يعمل قياس الاستقطاب بطريقة مرتبطة بالطريقة التي تحجب بها النظارات الشمسية المستقطبة ضوء الشمس الساطع.ماكسويل ميلار بلانشايرقال عالم في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة في أبيان:

غالبًا ما أفكر في أدوات قياس الاستقطاب كنظارات شمسية مستقطبة لعالم الفلك. لكن بدلاً من محاولة حجب هذا الوهج ، نحاول قياسه.

كرة أرضية ضاربة إلى الحمرة مع شريط مظلم عريض ، ونجوم في الخلفية.

بالطبع ، لا نعرف حقًا كيف تبدو الأقزام البنية. إنهم بعيدون ، ولم نر واحدًا عن قرب من قبل. ولكن إليك مفهوم فنان للقزم البني المسمى Luhman 16A ، استنادًا إلى أدلة حديثة على وجود نطاقات شبيهة بالمشتري على سطحه. صورة عبرمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/ R.Hurt (IPAC).

عالم الفلكديمتري ماوت، أيضًا من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، وصف استخدام قياس الاستقطاب بهذه الطريقة:

يحظى قياس الاستقطاب باهتمام متجدد في علم الفلك. يعد قياس الاستقطاب فنًا صعبًا للغاية ، ولكن التقنيات الجديدة وطرق تحليل البيانات تجعله أكثر دقة وحساسية من أي وقت مضى ، مما يتيح إجراء دراسات رائدة حول كل شيء بدءًا من الثقوب السوداء الهائلة البعيدة ، والنجوم الوليدة والمحتضرة ، والأقزام البنية ، والكواكب الخارجية ، على طول الطريق. لأجسام في نظامنا الشمسي.

القزم البنيلومان 16 أهو في الواقع واحد من أزوج من الأقزام البنيةفي نظام ثنائي ، مشابه لنظامالنجوم الثنائية. إنه أقرب نظام معروف ، 6.5 فقطسنوات ضوئيةبعيدًا عن الأرض. كل قزم بني في هذا النظام مشابه في الحجم لكوكب المشتري ، لكنه أكبر بثلاثين مرة. كلاهما لهما درجات حرارة متشابهة تبلغ حوالي 1900 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية).

وجد العلماء سابقًا دليلًا على وجود غيوم غير مكتملة على القزم البني الآخر للزوج ، Luhman 16B ، لكن ليس العصابات. كيف ولماذا قد يكون القزم البني الآخر مختلفًا غير معروف حتى الآن. مؤلف مشارك في الدراسةجوليان جيراردمن معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور ، ماريلاند ،قالت:

مثل الأرض والزهرة ، هذه الأجسام توأمان ذات طقس مختلف تمامًا.

استبعد الباحثون الاحتمالات الأخرى قبل أن يقرروا أن Luhman 16A كان له بالفعل غلاف جوي.ثيودورا كاراليديمن جامعة سنترال فلوريدا في أورلاندو ، فلوريدا ، قال:

لتحديد ما واجهه الضوء في طريقه [من القزم البني إلى الأرض] ، قمنا بمقارنة الملاحظات بالنماذج ذات الخصائص المختلفة: أجواء قزم بني مع أسطح سحابة صلبة ، ونطاقات سحابة مخططة ، وحتى أقزام بنيةمفلطحبسبب دورانهم السريع. وجدنا أن نماذج الغلاف الجوي ذات النطاقات السحابية فقط يمكنها أن تتطابق مع ملاحظاتنا عن Luhman 16A.

وكالة ناساتلسكوب سبيتزر الفضائيوجدت سابقًا نطاقات على ثلاثة أقزام بنية أخرى. الفرق بين جميع الملاحظات السابقة والجديدة هو أن السطوع المتغير المقاس القديم ولكن ليس الضوء المستقطب.

هذه المرة ، على الرغم من ذلك ، لاحظ NaCo ضوءًا مستقطبًا من كل من أقزام Luhman البنية. قال ميلار بلانشاير:

يعد Polarimetry هو الأسلوب الوحيد القادر حاليًا على اكتشاف النطاقات التي لا تتقلب في السطوع بمرور الوقت. كان هذا مفتاحًا للعثور على نطاقات السحب في Luhman 16A ، والتي لا يبدو أن النطاقات فيها متغيرة.

المقدمة: كرة أرضية ذات أشرطة متعددة الألوان وبقعة بيضاوية حمراء كبيرة. خلفية سوداء صلبة.

كوكب المشتري كما تراه مركبة الفضاء Juno التابعة لناسا في 1 أبريل 2018. ما مقدار التفاصيل التي سنراها في Luhman 16A ، إذا كان بإمكاننا رؤيتها عن قرب بهذا الشكل؟ صورة عبرناسا/ JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstäd / Seán Doran © CC NC SA.

القياس الاستقطاب لا يصور الأقزام البنية في حد ذاته ، بل يقيس ببساطةكميةمنالضوء المستقطبينبعثون منها. ثم يستخدم العلماءالنمذجة الجويةلاستنتاج وجود نطاقات السحابة.

في الوقت الحالي ، لا يعرف العلماء كيفعديدةالنطاقات الموجودة على Luhman 16A ، لكن البيانات تشير إلى اثنين على الأقل.

على القزم البني الذي يحمل اسم Luhman 16A - Luhman 16B - أظهرت الدراسة أن البقع السحابية ربما تكون نشطة جدًا وعاصفة ، على غرار العواصف على كوكب المشتري. بحسب جيرارد:

نعتقد أن هذه العواصف يمكن أن تمطر أشياء مثل السيليكات أو الأمونيا. إنه طقس سيئ جدًا في الواقع.

الأقزام البنية هي أشياء غامضة. غالبًا ما يشار إليهم باسمالنجوم الفاشلة، حيث ليس لديهم كتلة كافية للاشتعال والتألق كنجوم كاملة. لكنها أيضًا أضخم من أي كواكب معروفة. يشار إليهم أحيانًا باسمهجينبين الكواكب الكبيرة والنجوم الصغيرة.

الأقزام البنية ليست هي الأشياء الوحيدة التي يمكن دراستها باستخدام مقياس الاستقطاب. هذه التقنية مفيدة أيضًا للمراقبةالكواكب الخارجية- الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى - وخاصة الكواكب العملاقة الساخنة مثلكواكب المشتري الساخنة. هذا ليس بالأمر السهل ، لأن المدار الحار لكوكب المشتري قريب جدًا من نجومه ، وبالتالي فهو خافت نسبيًا. بل إن الكواكب الأخرى أكثر خفوتًا.

يبتسم الشاب الملتحي في قميص اللباس أمام الأشجار.

Maxwell Millar-Blanchaer في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة. صورة عبرمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.

قال ميلار بلانشاير:

يعتبر قياس الاستقطاب حساسًا جدًا لخصائص السحب ، سواء في الأقزام البنية أو الكواكب الخارجية. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استغلالها حقًا لفهم خصائص السحابة خارج النظام الشمسي.

وفقًا لميلار بلانشاير ، فإن قياس الاستقطاب حساس بدرجة كافية حتى أنه قد يكون قادرًا على اكتشافهسطح الماء السائلعلى الكواكب الخارجية. الآن سيكون هذا مثيرًا!

تلسكوب جيمس ويب الفضائي القادم التابع لناسا (JWST) وتلسكوب مسح الأشعة تحت الحمراء واسع المجال (WFIRST) سيكون قادرًا أيضًا على مراقبة الأقزام البنية مثل Luhman 16A والبحث عن علامات السحب. سيتم تجهيز WFIRST بـكوروناجرافأداة لإجراء قياس الاستقطاب ، وقد تكون قادرة حتى على اكتشاف الكواكب الخارجية العملاقة في الضوء المنعكس ، بالإضافة إلى دليل على وجود سحب في غلافها الجوي. من خلال مهمات كهذه في المستقبل القريب ، سيتمكن العلماء من معرفة المزيد عن الأقزام البنية وأجواءها المزينة بأشكال مختلفة.

خلاصة القول: وجد العلماء دليلاً على وجود غيوم متفرقة على أحد الأقزام البنية الأقرب.

المصدر: الكشف عن الاستقطاب بسبب العصابات السحابية في منطقة Luhman 16 Brown Dwarf Binary القريبة

عبر معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

عبر Hubblesite